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1、TSS 管后退式注浆工艺总结一、工程概述厦门东通道（翔安隧道）翔安端通风竖井中心桩号为YK11+300 （测设 中线右偏6.07m）,位于海域浅滩段，距右洞口 1310m,距海堤930m。断面 为圆形，净空半径8.3m，对右线隧道进行送排风，同时还作为左线行车隧 道的紧急情况排烟通道。竖井顶面高程为5.5m，井底路面设计标高为一 45.947m，井深约 52m。竖井场地总体地质条件较复杂，地层从上至下为：人工填土层，淤泥 层，淤泥混砂层（薄层，呈透镜体状），粗砂层，全风化黑云母花岗岩层， 强风化黑云母花岗岩层，弱风化微风化黑云母花岗岩层。地下水位-0.8m 左右。粗砂层为富含水层，透水性强，K
2、 = 3.545m/d，层厚约811m；全 强风化黑云母花岗岩层含基岩裂隙水，为弱透水层，K = 0.367m/d，层厚约 812m。二、现场情况2006年6月9日凌晨1时和中午11：40时，竖井于同一位置发生两次 涌砂突水，最大涌砂约60m3/分（所幸人员机械撤离及时，未造成安全事故）。 现场紧急采用砂袋反压，控制险情进一步扩大。涌砂发生后，经有关各方 研究决定，在竖井周围再增加两排高压旋喷桩。虽然新增高压旋喷桩严格 按照设计施工，但没有达到预期效果。经过相关各方研究决定，为了确保 施工安全，竖井在开挖前必须进行井内补充注浆加强。自2006 年 7 月29 日至2006年8 月16 日，先后
3、三次在竖井底部封闭掌子面全断面帷幕注浆 或钢板桩上割孔环向注浆，但都未达到止水效果。吸取前段时间注浆经验 在竖井施工完钻孔灌注桩后，继续采取TSS管注浆。三、注浆目的为彻底解决含水砂层注浆止水技术难题，对竖井砂层段进行 TSS 管注 浆加固止水，以确保安全开挖竖井砂层段。同时，也为正洞即将开挖至砂 层段提供更加可靠的注浆参数： 、 分析注浆材料的可靠性及临海砂层可注性； 、 模拟暗挖隧道和竖井注浆埋置深度，观察注浆压力、注浆量对周边环境的影响和注浆的安全性，进一步确定不同周边条件下的注 浆参数； 、 进一步研究确定出适合该工程注浆工艺实施的普通水泥双液浆和单液浆的浆材配合比； 、 对比分析普通
4、水泥双液浆和单液浆的可注性及堵水加固效果； 、 检验不同注浆材料的可泵性和可注性，为下一步在类似地层进行注浆提供依据。四、注浆参数设计1、注浆材料根据前期注浆结果并结合现场，综合考虑凝结时间、可注性、强度、 抗分散性、耐久性、可操作性和经济环保等因素、注浆材料采用普通水泥 单液浆和普通水泥水玻璃双液浆，根据现场实际情况，对配合比进行相 应的优化选择。配合比情况如表1 所示。表 1 浆液配合比序号名称配合比1、普通水泥单液浆W:C=0.81.0鉴于以往采用普通小导管注浆注浆时，在小导管顶进过程中容易出现 小导管被砂体充填，导致浆液无法注进或难以注进，难以达到加固砂体和 止水的效果，本次注浆主要以
5、TSS小导管注浆为主，辅助超前普通小导管 注浆。TSS小导管及其配套止浆系统分别如图1、2、3：迫严 昌严I卜. 一 画型工罐媲xrinn2、注浆参数注浆参数如表2所示。在现场注浆施工中，注浆参数根据实际情况进行动态调整优化。表2现场注浆参数初始值表参数名称参数值浆液扩散半径（m）0.5 0.7注浆终压（MPa）0.3 2.0浆液凝胶时间（min-sec）双液浆：16sec16min20sec注浆速度（L/min）2050注浆分段长（m）0.5 0.8m单孔单位注浆量（L/m）砂层：300400 强风化层：150250水泥浆：水玻璃（1： 1）： 0.15、（1： 1）： 0.2TSS管规格（
6、mm）42 （壁厚 3.5mm）3、注浆顺序根据现场情况，翔安端竖井注浆主要在SS2a、段，共8.5m,注浆过程中, 进行隔孔注浆，每次间隔1个孔，注浆孔位布置如图4：土壬士1k宓川那隸凋熱血啊+ -十 +_ I 二+ -I-. -I-. -I牺护服繼1r yuufegjpa畀.r , T , b , 1 T .+ + + +me检；m-觀,怫 曲屈询换躺 沁 Mmra.脚IM溯禍K 牺则IL W& 諦頸iram曬朝 脱蛇”林加 Hwlt mi+丄，十十十 + + + ； 芍 4-. + 4-I十十十 +=+十十十 甘+. + . + / +4-F+-f* +4+-F+-+-k-I-k+-F+
7、1x商中翻屛询+h工、isir#：ra3fTA,警雀细 艸也密余1晦h構皆和劇.g堡新 肛1曹L W.拓皿陨程緊釆m朮蘇咖J：隔知片审比 耕1；1水押水洗厲耕1或电群 認昔出.注纸梯注浆孔位布置如图44、TSS管后退式注浆工艺采用TSS管及其配套止浆系统注浆步骤如下: 、将止浆塞配套后下入TSS管中并进行止浆塞初始定位（见图5）； 、顺时针旋转顶杆螺母，使止浆塞膨胀,当感觉旋转吃力时停止旋转，即已达 到较好的止浆效果； 、接通管路进行注浆施工，当注浆参数达到设计参数（主要以注浆压力控制）时停止该段注浆（见图6）； 、逆时针钻转顶进螺母，使止浆塞图6注浆步距进行第二段注浆;膨胀恢复，后退止浆塞一
8、个 、按以上顺序循环下去，直至将整个注浆段完成。TSS管内后退式分段注浆工艺流程如图7所示：I霁性注桨琥更抽捲IP卜菟注釀I性行开授注浆ITSS管后退式注浆工艺流程图75、主要注浆机械设备配套表3机械设备配套表序号机械名称型号数量单位1风钻YT283套2单缸双液注浆机ZX-70/80D2台3搅拌机1台4储浆桶1个5储水玻璃桶2个6清水桶2个6、注浆结束标准 、单孔注浆结束标准以注浆压力为主、注浆量为辅的原则进行控制。注浆过程中，以定 压达到设计注浆终压为第一控制原则，如果长时间注浆压力不上升，则 按定量标准进行注浆控制。 、全段注浆结束标准设计的注浆孔基本达到注浆结束标准，同时对井壁渗水情况进
9、行观 察，若渗水量过大，必须再次对所注 TSS 管进行复注浆，直至达到渗水 量小或无渗水的效果。7、注浆效果检查 、分析法可以通过注浆量Q、注浆压力P、出水量Q绘制Q -P-Q曲线来判断1212Q注浆效果。 、钻孔检测法根据注浆情况，在注浆段钻设一定数量的检测孔，孔内出水量应小 于 12m3/d。 、其它方法还可以采用地震波法、声波法及电磁波法等间接方法对注浆效果进 行检测。8、质量保证及安全保障措施 、对注浆的配合比进行严格的控制，需要对水桶、水玻璃桶进行 刻度划分，在保证配合比不变的情况下（1：1：0.27），现场对水玻璃进 行稀释（1：1 体积比）和水灰比进行调整（0.8：1 质量比），
10、以便于现 场配合比控制。 、水泥和水玻璃应严格控制，符合设计要求，严禁使用过期水泥 和波美度不符的水玻璃，必要是进行现场检验。 、浆液搅拌应均匀，一般水泥浆搅拌时间为3、5min，但不得超过30min,未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。 、注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量过大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如井壁或井底掌子面 冒浆，可采取加大水玻璃浓度的方法，观察冒浆情况，若还继续冒浆，停 止注浆并清洗 TSS 管，以便复注浆。调整浆液配比、缩短浆液固结时间、 大泵量、低压力注浆、间歇注浆都能达到注浆结束标准。 、严格进行注浆效果检验评定，符合要求时才能结束注浆作
11、业，当未达到注浆结束标准时，必须进行复注浆，直至符合注浆结束标准。 、孔口管、止浆塞要安装牢固，施工期间严禁人员在其正前方，以 防止孔口管冲出伤人，确保施工安全。 、注意每次注浆完后对注浆机械的保养和维修，注意用电安全，经 常进行检修杜绝漏电伤人，并派专人进行维修和操作，非专业人员不得随 意操作或维修。五、注浆结果及分析1、注浆过程分析 、本次注浆主要采用TSS管进行注浆，同时辅助以普通超前小导管。在综合考虑可注性和可泵性及环保等各方面因素的前提下，注浆材料以普 通水泥双液浆为主、普通水泥单液浆辅助，相互结合，互为补充，以达到 堵水和加固砂层的目的，保证开挖顺利进行。 、由于前期对竖井涌砂涌水
12、进行高压旋喷桩施工加固、全断面帷幕 注浆、钻孔灌注桩施工形成止水帷幕，在本次注浆中，结合前期工作，堵 水止水达到了设计要求，而且井壁上只有少量清水流出。 、在整个注浆过程中，基本处于正常状态，且串浆主要位于打设的TSS 管，冒浆主要位于还未支护的井壁和超前小导管处，初支的裂缝处时而伴 有漏浆现象，通过调整水玻璃用量、水灰比和注浆压力，对冒浆和漏浆进行及时封堵并复注浆，也取得了良好的效 果；针对大量孔已经达到设计注浆量，但 注浆压力还不达到IMPa，现场采取继续注 浆的原则，直至注浆压力达到2MPa为止停 止注浆，本次注浆呈挤密-劈裂-再挤密的形式，将砂层的孔隙率减小，提高砂层的自图8 稳能力，
13、起到了加固砂层、止水堵水的效果（见图8）。2、注浆参数分析、根据注浆参数设计要求并结合现场实际情况，本次注浆（包括之 后的再次复注浆）达到了预期的效果，且在注浆过程中，压力是主要控制 因素（2MPa以内）。、竖井井壁注浆加固富水砂层，通过渗 水量观测每天的渗水量不超过12m3，出水由原 来的承压水（见图9）变注浆后的线状或滴水 状（见图6）,由原来的含砂变成注浆后的清水,由原来的流砂状变成注浆后的固结浆块状，通见图9 过开挖，发现靠近井壁附近的砂层有了明显改善，由原来的毫无自稳能力 变成具有一定强度的固结砂浆块，确保了竖井顺利开挖过砂层段。 、从竖井开挖情况得出，通过注浆，对竖井砂层中的海水大
14、部分挤形 成浆脉（见左图10）,充填于富水砂层中，砂层首先得到了挤密，由于注浆压力控制的较大，砂层大多形成不同程度的劈裂（见右图11）。图11六、注浆成果综述2Q06.1CL12出注浆范围以外，并很好的将海水补给的通 道隔断，其道了较好的止水、堵水并加固砂 层的效果，并 可以看出注 浆后砂层中通过前期的全断面帷幕注浆，TSS管贴 片打入过程中容易脱落，针对该现象，对贴 片进行胶粘并注浆前对TSS管用高压水进行 清洗，防止贴片脱落后砂进入TSS管中影响 注浆效果（见图12）；在整个注浆过程中由 于TSS管是一次性全部打入后才注浆，出现了浆液从TSS管中漏出的现象, 鉴于此，为了确保注浆质量，应注浆孔注浆采用打入一根注一根，这样就 减小了向TSS管串浆的几率；此次注浆是在钻孔灌注桩在竖井外侧形成了 止水帷幕的情况下注浆，竖井周围水的补给路径被基本切断，在此情况下, 注浆将砂层中的水挤出并加固砂层，改变原有砂的孔隙率，并在砂层图12中形成较理想的浆脉，从而更好的加固砂层。通过在竖井砂层段注浆，验证了 TSS管后退式注浆的可行性，而且锻 炼了注浆队伍，使注浆人员熟悉了 TSS 管注浆的基本原理，
